某小型渦噴發動機滑油滲漏問題研究

萬俊丹+++何遺非

摘 要：某小型渦噴發動機加注滑油后，出現滑油滲漏現象，影響發動機軸承的正常工作，可能會導致發動機工作異常。本文通過對滑油加注部件的裝配關系、裝配工藝及密封原理進行分析研究，對如何防止滑油滲漏提出了改進措施，并進行了試驗驗證。

關鍵詞：渦噴發動機；滑油加注；密封原理

1 概述

某小型航空發動機（以下簡稱WP發動機）是一種單軸渦輪噴氣式發動機，其潤滑系統包括供油裝置、滑油箱、噴嘴、油氣分離器及供油、回油管路等。發動機工作時，滑油系統連續不斷地將足夠數量的清潔滑油輸送到發動機各轉動機件的軸承和傳動齒輪的嚙合處進行潤滑，以減少機械結合面得摩擦和磨損，防止它們腐蝕和表面硬化，同時傳走摩擦所產生的熱量和高溫零件傳給滑油的熱量，并帶走結合面之間形成的硬夾雜物。滑油不斷滲漏致使滑油量不足，發動機軸承等部件在無充分潤滑的條件下磨損，導致發動機工作異常。

文章通過對某型發動機滑油加注部件的裝配關系、裝配工藝及密封原理進行分析研究，對如何防止滑油滲漏提出了改進措施，并進行了試驗驗證。

2 滑油加注部件簡介

2.1 組成及裝配工藝

滑油加注口由磁堵、常閉活門、O型密封圈、墊片、常閉活門支座組成。各部件具體裝配方式見圖1。

圖1 滑油加注口裝配圖

滑油加注口零部件裝配流程為：（1）將墊片放在常閉活門支座中心位置，將常閉活門通過外螺紋擰入常閉活門支座；（2）將滑油加注管與發動機滑油箱底部出口連接；（3）將兩個O型圈裝入磁堵；（4）將磁堵推入常閉活門，順時針旋轉到位。

2.2 滑油加注工藝

WP發動機滑油加注有以下步驟：（1）適當用力推壓磁堵，逆時針旋轉后卸下磁堵；（2）將滑油加注裝置的注油塞插入滑油常閉活門，順時針旋轉到位、鎖緊；（3）推動滑油加注裝置活塞，將滑油全部注入發動機滑油箱中；（4）逆時針旋轉注油塞，拔出滑油加注裝置的注油塞完成滑油加注；（5）將磁堵插入常閉活門，順時針旋轉到位、鎖緊。

2.3 密封原理

從滑油加注口的裝配方法以及滑油加注方式可知，常閉活門與常閉活門支座之間安裝墊片后，二者通過內外螺紋連接到位，磁堵未安裝時，常閉活門保持閉合狀態，由墊片保證常閉活門與常閉活門支座之間的密封性；磁堵安裝時，頂住常閉活門內彈簧向里推動，此時油路打開，順時針旋轉磁堵至凹槽，磁堵安裝到位，此時常閉活門打開，由O型密封圈和墊片密封，防止滑油泄露。

3 滑油滲漏原因分析

3.1 滑油滲漏分析

檢查滲油產品情況，發現磁堵上的O型密封圈均不同程度出現破損或切圈現象，從潤滑系統密封原理看，加注燃油后從磁堵到滑油箱為油路打開狀態，滑油完全靠O型密封圈和墊片密封，密封圈破損必然導致滑油的滲漏。

3.2 O型密封圈破損或切圈分析

WP發動機用O型密封圈，結構簡單，密封性能好，密封結構體積小，拆裝方便，可起雙向密封作用，然而由于其材料較軟，在運動摩擦中受力過大時會出現磨擦破損問題。因此，與密封圈接觸的常閉活門內表面的粗糙度、磁堵與內孔的配合間隙及磁堵槽邊緣的加工情況都是影響密封圈使用壽命和密封結構摩擦力的主要因素。密封圈破損或切圈原因可從這些方面考慮。

磁堵裝入常閉活門內孔時，磁堵上的O型密封圈部分地被擠入磁堵與常閉活門的配合間隙內，如圖2所示。在m點上密封圈應力最大， 嚴重時將發生破壞，當用力快速推入磁堵時，密封圈被擠入部分的磨損加劇，摩擦力增大，在變動壓力作用下將更為嚴重，擠入量隨工作壓力的增大而增大，橡膠材料的密封圈材質較軟，在此情況下易出現破損或切圈現象。

a.不受工作壓力時的密封狀態 b.受工作壓力后的密封狀態

圖2 密封圈狀態

由于常閉活門與支座安裝時，未明確裝配安裝力矩要求，裝配時采用2個扳手安裝，往往安裝力矩過大，造成常閉活門內孔有不同程度的變形，變形（圓度）主要發生在距常閉活門外端面約5mm處（該處的厚度為1.45mm，容易變形）；內孔變形將導致其表面粗糙度增加，配合間隙發生變化，O型密封圈在擠入時，受力不均、局部磨損加劇，造成密封圈破損或切圈；內孔嚴重變形時會導致磁堵都無法安裝。

綜上所述，造成滑油口滲油的原因為O型密封圈破損或切圈，造成該現象的原因有兩個：（1）磁堵安裝時，用力快速推入使O型密封圈擠入配合間隙內的部分所受摩擦力加劇；（2）常閉活門裝配時未控制裝配力矩，常閉活門內孔變形使裝配間隙發生變化。

4 改進措施

針對以上分析結果，改善滑油滲漏問題需從兩方面著手：一是盡量減少O型密封圈在推入時，其擠入部分所受的摩擦力；二是采取措施避免在裝配時出現常閉活門內孔變形狀況。

4.1 減小擠入部分摩擦力

針對減小摩擦力所采取的措施：安裝磁堵時，需將O型密封圈裝在磁堵上，浸泡滑油后，緩慢平推磁堵，使其頂到常閉活門端面，順時針旋轉到位。磁堵O型圈和常閉活門內孔無足夠的潤滑是導致安裝過程中密封圈破損或切圈的主要原因。浸泡滑油后再進行后續操作可避免密封圈干磨破損現象。

4.2 新的密封方式

針對常閉活門內孔變形的措施：常閉活門安裝時，保持墊片處在常閉活門支座中心位置，使用力矩扳手進行擰緊操作，擰緊力矩為25N·m。使用力矩扳手控制裝配力度，可避免裝配時用力過大導致常閉活門內孔變形。

4.3 試驗驗證

在采用改進措施裝配的產品中隨機抽取3枚產品進行措施驗證試驗，試驗方法是，按正常滑油加注方法加注滑油，產品放置至少24h，若無滲油情況，則合格。試驗結果表明3枚產品均無滑油滲漏情況，改進措施有效可行。

5 結束語

通過對某小型航空發動機滑油加注部件的裝配關系、裝配工藝及密封原理進行研究，找出滑油滲油原因并提出改進措施，改進后的驗證試驗證明該措施有效可行，解決了該滑油口滲油問題，提高了發動機的工作可靠性。endprint

摘 要：某小型渦噴發動機加注滑油后，出現滑油滲漏現象，影響發動機軸承的正常工作，可能會導致發動機工作異常。本文通過對滑油加注部件的裝配關系、裝配工藝及密封原理進行分析研究，對如何防止滑油滲漏提出了改進措施，并進行了試驗驗證。

關鍵詞：渦噴發動機；滑油加注；密封原理

1 概述

某小型航空發動機（以下簡稱WP發動機）是一種單軸渦輪噴氣式發動機，其潤滑系統包括供油裝置、滑油箱、噴嘴、油氣分離器及供油、回油管路等。發動機工作時，滑油系統連續不斷地將足夠數量的清潔滑油輸送到發動機各轉動機件的軸承和傳動齒輪的嚙合處進行潤滑，以減少機械結合面得摩擦和磨損，防止它們腐蝕和表面硬化，同時傳走摩擦所產生的熱量和高溫零件傳給滑油的熱量，并帶走結合面之間形成的硬夾雜物。滑油不斷滲漏致使滑油量不足，發動機軸承等部件在無充分潤滑的條件下磨損，導致發動機工作異常。

文章通過對某型發動機滑油加注部件的裝配關系、裝配工藝及密封原理進行分析研究，對如何防止滑油滲漏提出了改進措施，并進行了試驗驗證。

2 滑油加注部件簡介

2.1 組成及裝配工藝

滑油加注口由磁堵、常閉活門、O型密封圈、墊片、常閉活門支座組成。各部件具體裝配方式見圖1。

圖1 滑油加注口裝配圖

滑油加注口零部件裝配流程為：（1）將墊片放在常閉活門支座中心位置，將常閉活門通過外螺紋擰入常閉活門支座；（2）將滑油加注管與發動機滑油箱底部出口連接；（3）將兩個O型圈裝入磁堵；（4）將磁堵推入常閉活門，順時針旋轉到位。

2.2 滑油加注工藝

WP發動機滑油加注有以下步驟：（1）適當用力推壓磁堵，逆時針旋轉后卸下磁堵；（2）將滑油加注裝置的注油塞插入滑油常閉活門，順時針旋轉到位、鎖緊；（3）推動滑油加注裝置活塞，將滑油全部注入發動機滑油箱中；（4）逆時針旋轉注油塞，拔出滑油加注裝置的注油塞完成滑油加注；（5）將磁堵插入常閉活門，順時針旋轉到位、鎖緊。

2.3 密封原理

從滑油加注口的裝配方法以及滑油加注方式可知，常閉活門與常閉活門支座之間安裝墊片后，二者通過內外螺紋連接到位，磁堵未安裝時，常閉活門保持閉合狀態，由墊片保證常閉活門與常閉活門支座之間的密封性；磁堵安裝時，頂住常閉活門內彈簧向里推動，此時油路打開，順時針旋轉磁堵至凹槽，磁堵安裝到位，此時常閉活門打開，由O型密封圈和墊片密封，防止滑油泄露。

3 滑油滲漏原因分析

3.1 滑油滲漏分析

檢查滲油產品情況，發現磁堵上的O型密封圈均不同程度出現破損或切圈現象，從潤滑系統密封原理看，加注燃油后從磁堵到滑油箱為油路打開狀態，滑油完全靠O型密封圈和墊片密封，密封圈破損必然導致滑油的滲漏。

3.2 O型密封圈破損或切圈分析

WP發動機用O型密封圈，結構簡單，密封性能好，密封結構體積小，拆裝方便，可起雙向密封作用，然而由于其材料較軟，在運動摩擦中受力過大時會出現磨擦破損問題。因此，與密封圈接觸的常閉活門內表面的粗糙度、磁堵與內孔的配合間隙及磁堵槽邊緣的加工情況都是影響密封圈使用壽命和密封結構摩擦力的主要因素。密封圈破損或切圈原因可從這些方面考慮。

磁堵裝入常閉活門內孔時，磁堵上的O型密封圈部分地被擠入磁堵與常閉活門的配合間隙內，如圖2所示。在m點上密封圈應力最大， 嚴重時將發生破壞，當用力快速推入磁堵時，密封圈被擠入部分的磨損加劇，摩擦力增大，在變動壓力作用下將更為嚴重，擠入量隨工作壓力的增大而增大，橡膠材料的密封圈材質較軟，在此情況下易出現破損或切圈現象。

a.不受工作壓力時的密封狀態 b.受工作壓力后的密封狀態

圖2 密封圈狀態

由于常閉活門與支座安裝時，未明確裝配安裝力矩要求，裝配時采用2個扳手安裝，往往安裝力矩過大，造成常閉活門內孔有不同程度的變形，變形（圓度）主要發生在距常閉活門外端面約5mm處（該處的厚度為1.45mm，容易變形）；內孔變形將導致其表面粗糙度增加，配合間隙發生變化，O型密封圈在擠入時，受力不均、局部磨損加劇，造成密封圈破損或切圈；內孔嚴重變形時會導致磁堵都無法安裝。

綜上所述，造成滑油口滲油的原因為O型密封圈破損或切圈，造成該現象的原因有兩個：（1）磁堵安裝時，用力快速推入使O型密封圈擠入配合間隙內的部分所受摩擦力加劇；（2）常閉活門裝配時未控制裝配力矩，常閉活門內孔變形使裝配間隙發生變化。

4 改進措施

針對以上分析結果，改善滑油滲漏問題需從兩方面著手：一是盡量減少O型密封圈在推入時，其擠入部分所受的摩擦力；二是采取措施避免在裝配時出現常閉活門內孔變形狀況。

4.1 減小擠入部分摩擦力

針對減小摩擦力所采取的措施：安裝磁堵時，需將O型密封圈裝在磁堵上，浸泡滑油后，緩慢平推磁堵，使其頂到常閉活門端面，順時針旋轉到位。磁堵O型圈和常閉活門內孔無足夠的潤滑是導致安裝過程中密封圈破損或切圈的主要原因。浸泡滑油后再進行后續操作可避免密封圈干磨破損現象。

4.2 新的密封方式

針對常閉活門內孔變形的措施：常閉活門安裝時，保持墊片處在常閉活門支座中心位置，使用力矩扳手進行擰緊操作，擰緊力矩為25N·m。使用力矩扳手控制裝配力度，可避免裝配時用力過大導致常閉活門內孔變形。

4.3 試驗驗證

在采用改進措施裝配的產品中隨機抽取3枚產品進行措施驗證試驗，試驗方法是，按正常滑油加注方法加注滑油，產品放置至少24h，若無滲油情況，則合格。試驗結果表明3枚產品均無滑油滲漏情況，改進措施有效可行。

5 結束語

通過對某小型航空發動機滑油加注部件的裝配關系、裝配工藝及密封原理進行研究，找出滑油滲油原因并提出改進措施，改進后的驗證試驗證明該措施有效可行，解決了該滑油口滲油問題，提高了發動機的工作可靠性。endprint

摘 要：某小型渦噴發動機加注滑油后，出現滑油滲漏現象，影響發動機軸承的正常工作，可能會導致發動機工作異常。本文通過對滑油加注部件的裝配關系、裝配工藝及密封原理進行分析研究，對如何防止滑油滲漏提出了改進措施，并進行了試驗驗證。

關鍵詞：渦噴發動機；滑油加注；密封原理

1 概述

某小型航空發動機（以下簡稱WP發動機）是一種單軸渦輪噴氣式發動機，其潤滑系統包括供油裝置、滑油箱、噴嘴、油氣分離器及供油、回油管路等。發動機工作時，滑油系統連續不斷地將足夠數量的清潔滑油輸送到發動機各轉動機件的軸承和傳動齒輪的嚙合處進行潤滑，以減少機械結合面得摩擦和磨損，防止它們腐蝕和表面硬化，同時傳走摩擦所產生的熱量和高溫零件傳給滑油的熱量，并帶走結合面之間形成的硬夾雜物。滑油不斷滲漏致使滑油量不足，發動機軸承等部件在無充分潤滑的條件下磨損，導致發動機工作異常。

文章通過對某型發動機滑油加注部件的裝配關系、裝配工藝及密封原理進行分析研究，對如何防止滑油滲漏提出了改進措施，并進行了試驗驗證。

2 滑油加注部件簡介

2.1 組成及裝配工藝

滑油加注口由磁堵、常閉活門、O型密封圈、墊片、常閉活門支座組成。各部件具體裝配方式見圖1。

圖1 滑油加注口裝配圖

滑油加注口零部件裝配流程為：（1）將墊片放在常閉活門支座中心位置，將常閉活門通過外螺紋擰入常閉活門支座；（2）將滑油加注管與發動機滑油箱底部出口連接；（3）將兩個O型圈裝入磁堵；（4）將磁堵推入常閉活門，順時針旋轉到位。

2.2 滑油加注工藝

WP發動機滑油加注有以下步驟：（1）適當用力推壓磁堵，逆時針旋轉后卸下磁堵；（2）將滑油加注裝置的注油塞插入滑油常閉活門，順時針旋轉到位、鎖緊；（3）推動滑油加注裝置活塞，將滑油全部注入發動機滑油箱中；（4）逆時針旋轉注油塞，拔出滑油加注裝置的注油塞完成滑油加注；（5）將磁堵插入常閉活門，順時針旋轉到位、鎖緊。

2.3 密封原理

從滑油加注口的裝配方法以及滑油加注方式可知，常閉活門與常閉活門支座之間安裝墊片后，二者通過內外螺紋連接到位，磁堵未安裝時，常閉活門保持閉合狀態，由墊片保證常閉活門與常閉活門支座之間的密封性；磁堵安裝時，頂住常閉活門內彈簧向里推動，此時油路打開，順時針旋轉磁堵至凹槽，磁堵安裝到位，此時常閉活門打開，由O型密封圈和墊片密封，防止滑油泄露。

3 滑油滲漏原因分析

3.1 滑油滲漏分析

檢查滲油產品情況，發現磁堵上的O型密封圈均不同程度出現破損或切圈現象，從潤滑系統密封原理看，加注燃油后從磁堵到滑油箱為油路打開狀態，滑油完全靠O型密封圈和墊片密封，密封圈破損必然導致滑油的滲漏。

3.2 O型密封圈破損或切圈分析

WP發動機用O型密封圈，結構簡單，密封性能好，密封結構體積小，拆裝方便，可起雙向密封作用，然而由于其材料較軟，在運動摩擦中受力過大時會出現磨擦破損問題。因此，與密封圈接觸的常閉活門內表面的粗糙度、磁堵與內孔的配合間隙及磁堵槽邊緣的加工情況都是影響密封圈使用壽命和密封結構摩擦力的主要因素。密封圈破損或切圈原因可從這些方面考慮。

磁堵裝入常閉活門內孔時，磁堵上的O型密封圈部分地被擠入磁堵與常閉活門的配合間隙內，如圖2所示。在m點上密封圈應力最大， 嚴重時將發生破壞，當用力快速推入磁堵時，密封圈被擠入部分的磨損加劇，摩擦力增大，在變動壓力作用下將更為嚴重，擠入量隨工作壓力的增大而增大，橡膠材料的密封圈材質較軟，在此情況下易出現破損或切圈現象。

a.不受工作壓力時的密封狀態 b.受工作壓力后的密封狀態

圖2 密封圈狀態

由于常閉活門與支座安裝時，未明確裝配安裝力矩要求，裝配時采用2個扳手安裝，往往安裝力矩過大，造成常閉活門內孔有不同程度的變形，變形（圓度）主要發生在距常閉活門外端面約5mm處（該處的厚度為1.45mm，容易變形）；內孔變形將導致其表面粗糙度增加，配合間隙發生變化，O型密封圈在擠入時，受力不均、局部磨損加劇，造成密封圈破損或切圈；內孔嚴重變形時會導致磁堵都無法安裝。

綜上所述，造成滑油口滲油的原因為O型密封圈破損或切圈，造成該現象的原因有兩個：（1）磁堵安裝時，用力快速推入使O型密封圈擠入配合間隙內的部分所受摩擦力加劇；（2）常閉活門裝配時未控制裝配力矩，常閉活門內孔變形使裝配間隙發生變化。

4 改進措施

針對以上分析結果，改善滑油滲漏問題需從兩方面著手：一是盡量減少O型密封圈在推入時，其擠入部分所受的摩擦力；二是采取措施避免在裝配時出現常閉活門內孔變形狀況。

4.1 減小擠入部分摩擦力

針對減小摩擦力所采取的措施：安裝磁堵時，需將O型密封圈裝在磁堵上，浸泡滑油后，緩慢平推磁堵，使其頂到常閉活門端面，順時針旋轉到位。磁堵O型圈和常閉活門內孔無足夠的潤滑是導致安裝過程中密封圈破損或切圈的主要原因。浸泡滑油后再進行后續操作可避免密封圈干磨破損現象。

4.2 新的密封方式

針對常閉活門內孔變形的措施：常閉活門安裝時，保持墊片處在常閉活門支座中心位置，使用力矩扳手進行擰緊操作，擰緊力矩為25N·m。使用力矩扳手控制裝配力度，可避免裝配時用力過大導致常閉活門內孔變形。

4.3 試驗驗證

在采用改進措施裝配的產品中隨機抽取3枚產品進行措施驗證試驗，試驗方法是，按正常滑油加注方法加注滑油，產品放置至少24h，若無滲油情況，則合格。試驗結果表明3枚產品均無滑油滲漏情況，改進措施有效可行。

5 結束語

通過對某小型航空發動機滑油加注部件的裝配關系、裝配工藝及密封原理進行研究，找出滑油滲油原因并提出改進措施，改進后的驗證試驗證明該措施有效可行，解決了該滑油口滲油問題，提高了發動機的工作可靠性。endprint